北京
受美国国防部“多学科大学研究计划”资助，台湾国立师范大学、美国加州理工学院合作，分析了不同轨道角动量（OAM）光在室温和低温下对单层二硫化钨（WS2）中激子的影响。
激子是一对电子与空穴由库仑作用吸引而构成的束缚态，可视作绝缘体、半导体、某些液体中呈电中性的准粒子，已被用于研制高性能光电探测器等。然而由GaAs量子点或量子阱实现的激子系统，结合能低，需要在低温（4K左右）下运行，辐射寿命短。二维材料实现的激子系统虽然提高了结合能，但受材料缺陷影响，激子强度低。为此，研究人员提出利用具有不同OAM的光增强WS2中激子的方法。首先通过化学气相沉积在SiO2/Si衬底上生长单层WS2薄片。然后用空间光调制器生成具有不同OAM的光。OAM光束经扩束后聚焦照射WS2薄片，用CCD采集WS2薄片的光致发光光谱，以分析激子情况。结果表明，在低照射功率和300K温度下，随着OAM增加，trion准粒子与激子的强度比迅速降低然后饱和；低温时（77K），没有观察到trion准粒子到激子的转换。这表明利用OAM光可以控制trion准粒子的形成，增强激子发射。
这项研究证明了利用OAM光操控单层WS2激子的可行性，为二维材料光电器件研制提供了新思路。
论文：Control of trion-to-exciton conversion in monolayer WS2 by orbital angular momentum of light
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